2016 Fiscal Year Research-status Report
水の微視的理解に向けた中性水クラスターのサイズ選別振動分光研究
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16K05640
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
松田 欣之 東北大学, 理学研究科, 助教 (70400223)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 水クラスター / 赤外分光 / 真空紫外外光イオン化 / サイズ選別レーザー分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水クラスターのサイズ選別赤外分光を行うには、水クラスターをイオン化できるエネルギーの真空紫外光源が必要である。希ガスジェットを媒体とした真空紫外光源を平成28年度より開発中であり、間もなく水クラスターのイオン化光源として導入できる段階にある。本研究課題の基盤技術である真空紫外光イオン化検出赤外分光法により、現在展開している水和クラスターの構造解析やイオン化誘起プロトン移動反応ダイナミクス研究において、波長可変の真空紫外光の導入など同分光法の改良などをすすめた。上記の希ガスジェット用いた真空紫外光源の開発後、それらの技術の組み合わせにより、水クラスターの赤外分光を行う段階へ展開する。また赤外分光による水クラスターの構造解析には、量子化学計算に基づく振動スペクトルシミュレーションとの比較が必要となる。現在、各種の構造探索法に基づく異性体の探索とそれらの構造最適化および振動スペクトルのシミュレーションを進めている。第一段階として、小サイズの水クラスターの構造を解析を目指しているが、大サイズの水クラスター研究への展開を目指して、大サイズクラスター生成に有利な、超音速ジェット噴出時に水の加熱が可能な高温ノズルも現在開発中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本課題の計画どおり、水クラスターの赤外分光に向けて、水クラスターの光イオン化に必要な真空紫外光源の開発と分光技術の改良を進めている段階であり、おおむね予定通り準備が進められている。また本研究課題の基盤となる真空紫外光イオン化検出赤外分光法を用いて多種の水和クラスターの構造解析等の研究を進めており、それら改良等が順調に進められている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在開発中の希ガスジェットを用いた真空紫外光源の開発を遂行するとともに、開発が完了した水銀を媒体とした真空紫外光源を用いて、水クラスターのソフトイオン化およびそれによる質量分析を行う。続いてそれらの光源を、真空紫外光イオン化検出赤外分光法に導入し、水クラスターのサイズ選別赤外分光研究を行う。同時に、それら光源を用いた真空紫外光・電場イオン化法の開発や改良により、より精度の高い分光法を確立する。それらの手法によって得られた分光データをもとに、水クラスターの構造決定およびその水素結合ネットワークの理解を目指す。
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| Causes of Carryover |
当研究課題である希ガスジェットを用いた真空紫外光源の開発に向けて、実際の実験状況を踏まえて計画、作図等をすすめると共に、本研究課題において現時点で分光手法に必要な改良を進めている。その中で、真空紫外光発生の媒体である希ガスジェット用の真空チャンバー製作を慎重に進める必要があり、その仕様および製図について作製を依頼する業者と相談しながら、最終図面の確認を詰めを行っている段階である。繰越(B-A>0)が生じているが、おおむね最終図面が出来上がっており、直近に製作を業者に依頼できる状況にある。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
希ガスジェット用の真空チャンバーの仕様の決定およびその最終図面がほぼ出来上がっている状態にあり、繰越金および次年度予算の一部を用いて、本課題研究において重要課題の希ガスジェット用の真空チャンバーの製作に取り掛かる予定である。
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